概述

調(diào)節(jié)閥（Regulating valve）又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按行程特點(diǎn)，調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程；按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，可以分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調(diào)節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品等介質(zhì)。調(diào)節(jié)閥常用分類：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，自力式調(diào)節(jié)閥。

工作原理

調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位信號(hào)，自動(dòng)控制閥門的開度，從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。

調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。調(diào)節(jié)閥通常分為直通單座式調(diào)節(jié)閥和直通雙座式調(diào)節(jié)閥兩種，后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場(chǎng)合。

調(diào)節(jié)閥分類

按結(jié)構(gòu)形式

（1）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥

① 按氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式分類

（a） 薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。又分直裝式（正作用和反作用）及側(cè)裝式（正作用和作用）

（b） 活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又分比例式（正作用和反作用和二位式。

（c） 長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)

（d） 滾動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

② 按調(diào)節(jié)形式分類：（a）調(diào)節(jié)型；（b）切斷型；（c）調(diào)節(jié)切斷型。

③ 按移動(dòng)型式分類：（a）直行程；（b）角行程。

④ 按閥芯形狀分類：（a）平板形閥芯；（b）柱塞形閥芯；（c)窗口形閥芯；（d）套筒形閥芯；（e）多級(jí)形閥芯；（f）偏旋形閥芯；（g）蝶形閥芯；（h）球形閥芯。

⑤ 按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。

⑥ 按上閥蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長(zhǎng)頸型；（d）波紋管密封型。

（2) 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

① 按電動(dòng)職稱機(jī)構(gòu)的形式分類：（a）角行程；（b）直行程；（c)多回轉(zhuǎn)式。

②按附件形式分類：（a）伺服放大器；（b）限位開關(guān)。

③按流量特性分類：（a）直線；（b）等百分比；（c)拋物線；（d）快開。

④按上蓋形式分類：（a）普通型；（b）散（吸）熱型；（c)長(zhǎng)頸型；（d）波紋管密封型。

（3）手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。按閥芯性狀分類：圓錐形；柱塞形；套筒形；多級(jí)形；偏旋形；蝶形；球形或半球形。

（4）（電）液動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

（5）智能調(diào)機(jī)閥。

安裝事項(xiàng)

1）安裝位置、高度、進(jìn)出口方向必須符合設(shè)計(jì)要求，連接應(yīng)牢固緊密。

2）安裝在保溫管道上的各類手動(dòng)閥門，手柄均不得向下。

3）閥門安裝前必須進(jìn)行外觀檢查，閥門的銘牌應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用閥門標(biāo)志》GB 12220的規(guī)定。對(duì)于工作壓力大于1.0 MPa 及在主干管上起到切斷作用的閥門，安裝前應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性能試驗(yàn)，合格后方準(zhǔn)使用。強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力為公稱壓力的1.5倍，持續(xù)時(shí)間不少于5min，閥門殼體、填料應(yīng)無滲漏為合格。嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力為公稱壓力的1.1倍；試驗(yàn)壓力在試驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合GB 50243標(biāo)準(zhǔn)要求，以閥瓣密封面無滲漏為合格。

處理方法

一般情況下，調(diào)節(jié)閥均不推薦反向使用，只有在高壓差、高粘度、易結(jié)焦和含懸浮顆粒介質(zhì)才推薦反向使用。反向使用時(shí)，應(yīng)避免長(zhǎng)期小開度情況下運(yùn)行，尤其在試車時(shí)更應(yīng)注意。

影響調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行的因素及對(duì)策

1、前言

在自動(dòng)化程度較高的化工控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置，接受控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)化工流程的調(diào)節(jié)。它的動(dòng)作靈敏度直接關(guān)系著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)有70%左右的故障出自調(diào)節(jié)閥。因此在日常維護(hù)中總結(jié)分析影響調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行的因素及其對(duì)策。

2、卡堵

調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問題是卡堵，出現(xiàn)在新投運(yùn)系統(tǒng)和大修投運(yùn)初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢，或調(diào)節(jié)閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導(dǎo)致小信號(hào)不動(dòng)作大信號(hào)動(dòng)作過頭的現(xiàn)象。

故障處理：可迅速開、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥，讓臟物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿，在外加信號(hào)壓力情況下，正反用力旋動(dòng)閥桿，讓閥芯閃過卡處。若不能則增加氣源壓力增加驅(qū)動(dòng)功率反復(fù)上下移動(dòng)幾次，即可解決問題。如若仍不動(dòng)作，則需解體處理。

3、泄漏

3.1閥內(nèi)漏，閥桿長(zhǎng)短不適。氣開閥，閥桿太長(zhǎng)閥桿向上的（或向下）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短，導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。

解決辦法：應(yīng)縮短（或延長(zhǎng)）調(diào)節(jié)閥閥桿使調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)度合適，使其不再內(nèi)漏。

3.2填料泄漏。填料裝入填料函以后，經(jīng)壓蓋對(duì)其施加軸向壓力。由于填料的塑性，使其產(chǎn)生徑向力，并與閥桿緊密接觸，但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松，有些部位接觸的緊，甚至有些部位沒有接觸上。調(diào)節(jié)閥在使用過程中，閥桿同填料之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫軸向運(yùn)動(dòng)。在使用過程中，隨著高溫、高壓和滲透性強(qiáng)的流體介質(zhì)的影響，調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，對(duì)于紡織填料還會(huì)出現(xiàn)滲漏（壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏）。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減，填料自身老化等原因引起的，這時(shí)壓力介質(zhì)就會(huì)沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。

解決對(duì)策：為使填料裝入方便，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護(hù)環(huán)（與填料的接觸面不能為斜面），以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工，以提高表面光潔度，減少填料磨損。填料選用柔性石墨，因其具有氣密性好，摩擦力小，長(zhǎng)期使用后變化小，磨損的燒損小，維修容易，壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內(nèi)部介質(zhì)的侵蝕，與閥桿和填料函內(nèi)部接觸的金屬不發(fā)生點(diǎn)蝕或腐蝕。這樣，有效地保護(hù)了閥桿填料函的密封，保證了填料的密封的可靠性和長(zhǎng)期性。

3.3閥芯、閥座變形泄漏。芯、閥座泄漏的主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加強(qiáng)。而腐蝕介質(zhì)的通過，流體介質(zhì)的沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當(dāng)腐蝕性介質(zhì)在通過調(diào)節(jié)閥時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生對(duì)閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)致閥芯、閥座不配套，存在間隙，關(guān)不嚴(yán)發(fā)生泄漏。

解決方法：關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料，對(duì)麻點(diǎn)、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅(jiān)決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴(yán)重，可經(jīng)過細(xì)砂紙研磨，消除痕跡，提高密封光潔度，以提高密封性能。若損壞嚴(yán)重，則應(yīng)重新更換新閥。

4、振蕩

調(diào)節(jié)閥的彈簧剛度不足，調(diào)節(jié)閥輸出信號(hào)不穩(wěn)定而急劇變動(dòng)易引起調(diào)節(jié)閥振蕩。還有說選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同或管道、基座劇烈振動(dòng)，使調(diào)節(jié)閥隨之振動(dòng)。選型不當(dāng)，調(diào)節(jié)閥工作在小開度存在著急劇的流阻、流速、壓力的變化，當(dāng)超過閥剛度，穩(wěn)定性變差，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生振蕩。

解決對(duì)策：由于產(chǎn)生振蕩的原因是多方面的，因此具體問題具體分析。對(duì)振動(dòng)輕微的振動(dòng)，可增加剛度來消除。如選用大剛度彈簧，改用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)。管道、基座劇烈震動(dòng)通過增加支撐消除振動(dòng)干擾；選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同，則更換不同結(jié)構(gòu)的閥；工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當(dāng)流通能力C值選大，必須重新選型流通能力C值較小的或采用分程控制或子母閥以克服調(diào)節(jié)閥工作在小開度。

5、閥門定位器故障

5.1普通定位器采用機(jī)械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術(shù)，主要存在以下故障類型：

1）因采用機(jī)械式力平衡原理工作，其可動(dòng)部件較多，容易受溫度，振動(dòng)的影響，造成調(diào)節(jié)閥的波動(dòng)；

2）采用噴嘴擋板技術(shù)，由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住，是定位器不能正常工作；

3）采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)生改變，造成調(diào)節(jié)閥非線性導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。

5.2智能定位器由微處理器（cpu）、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器及等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同。給定值和實(shí)際值的比較純是電動(dòng)信號(hào)，不再是力平衡。因此能夠克服常規(guī)定位器的力平衡的缺點(diǎn)。但在用于緊急停車場(chǎng)合時(shí)，如緊急切斷閥、緊急放空閥等。這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現(xiàn)時(shí)，才需要可靠地動(dòng)作。長(zhǎng)時(shí)間停留在某一位置容易使電氣轉(zhuǎn)換器失控造成小信號(hào)不動(dòng)作的危險(xiǎn)情況。此外用于閥門的位置傳感電位器由于工作在現(xiàn)場(chǎng)，電阻值易發(fā)生變化造成小信號(hào)不動(dòng)作，大信號(hào)全開的危險(xiǎn)情況。因此為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對(duì)它們進(jìn)行頻繁的測(cè)試。